Nghiên cứu và hoàn thiện quy trình sản xuất chế phẩm bổ sung NEO-POLYNUT

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1: Mật độ tế bào của chủng nấm men S.cerevisae 1 trên hai môi trường nghiên cứu..

Trang 1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT

LUẬN VĂN THẠC SỸ SINH HỌC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS PHẠM VIỆT CƯỜNG

Hà Nội - 2010

Trang 2

MỤC LỤC

Mở đầu 1

Chương I: Tổng quan tài liệu 3

1 Giới thiệu sơ lược về beta – glucan 3

1.1 Tình hình nghiên cứu beta-glucan trong và ngoài nước 3

1.2 Nguồn nguyên liệu chứa -glucan 4

1.3 Ứng dụng của -glucan 4

1.3.1 Ứng dụng trong thực phẩm 4

1.3.2 Ứng dụng  -glucan trong y dược, mỹ phẩm 5

1.3.3 Ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản 6

2 Probiotics 7

2.1 Định nghĩa probiotics 7

2.2 Cơ chế tác động của probiotics 8

2.2.1 Sinh tổng hợp ra các chất kháng khuẩn 8

2.2.2 Cạnh tranh vị trí gắn kết 10

2.2.3 Cạnh tranh nguồn dinh dưỡng 11

2.2.4 Kích thích miễn dịch 11

2.3 Vi sinh vật probiotics 12

2.3.1 Vi khuẩn lactic 12

2.3.2 Bacillus spp 13

2.4 Các tiêu chuẩn chọn vi khuẩn probiotics 14

2.5 Ứng dụng của probiotics … 15

2.5.1 Trong thực phẩm và dược phẩm 15

2.5.2 Nông nghiệp 19

2.5.2.1 Nuôi trồng thủy hải sản 19

Trang 3

2.5.2.2 Chăn nuôi 22

Chương II: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 27

2.1 Vật liệu 27

2.2 Phương pháp nghiên cứu 29

Chương III: Kết quả 31

3.1 Hoàn thiện công nghệ lên men thu nhận sinh khối chủng saccharomyces cerevisiae 1 31

3.1.1 Lựa chọn môi trường tối ưu 31

3.1.2 Khảo sát các điều kiện tăng trưởng tối ưu 32

3.2 Hoàn thiện lên men các chủng probiotics bổ sung 35

3.2.1 Hoàn thiện công nghệ lên men thu nhận sinh khối chủng 35

3.2.1.1 Kết quả xác định đường cong sinh trưởng vi khuẩn l acidophilus trong hai môi trường MRS và dịch chiết dứa tối ưu 35

3.2.1.2 Kết quả xác định sự thay đổi pH theo thời gian của hai môi trường MRS và dịch chiết dứa tối ưu 36

3.2.1.3 Kết quả xác định hàm lượng đường giảm theo thời gian của hai môi trường lên men MRS và dịch chiết dứa tối ưu 37

3.2.1.4 Kết quả so sánh khả năng ức chế vi sinh vật chỉ thị của dịch nuôi cấy l acidophilus trong môi trường MRS và dịch chiết dứa tối ưu 39

3.2.1.5 Nghiên cứu trạng thái nuôi cấy 42

3.2.2 Hoàn thiện công nghệ lên men thu nhận sinh khối chủng bacillus subtilis B1 43

3.2.2.1 Xác định đường cong sinh trưởng của chủng bacillus subtilis B1 trên 2 loại môi trường 43

3.2.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình sinh trưởng của vi khuẩn bacillus subtilis 46

3.2.3 Hoàn thiện công nghệ tách chiết thu hồi thành tế bào

Trang 4

từ sinh khối saccharomyces cerevisie 53

3.2.4 Hoàn thiện công nghệ tách beta-glucan từ thành tế bào

làm nguyên liệu cho thực phẩm chức năng 54 3.2.5 Hoàn thiện công nghệ thủy phân nấm men

thu hồi acid amin tự do và protein 55 3.2.5.1 Tách thu hồi protein từ dịch tế bào nấm men 56 3.2.5.2 Thủy phân protein tách axit amin tự do 57 3.2.6 Hoàn thiện và ổn định công nghệ sản xuất chế phẩm thức ăn

bổ sung phục vụ chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản 58

Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất chế phẩm chức năng

cho chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản 62

Chương IV Kết luận 67 Tài liệu tham khảo 68

Trang 5

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1: Mật độ tế bào của chủng nấm men S.cerevisae 1 trên hai môi trường nghiên cứu

Bảng 3.2: Ảnh hưởng của pH ban đầu lên sinh khối S.cerevisiae1 sau 30 giờ

Bảng 3.3: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phát triển của chủng S cerevisiae1

Bảng 3.4: Mật độ tế bào của chủng S.cerevisiae1 sau khoảng thời gian lên men

Bảng 3.5: Các thông số tối ưu lên men thu hồi sinh khối chủng S.cerevisiae1

Bảng 3.6: Tính toán giá thành cho 1 lít môi trường dịch chiết dứa tối ưu (2009)

Bảng 3.7: Xác định mật độ L.acidophilus VN1 dưới các trạng thái nuôi khác nhau

Bảng 3.8 Mật độ chủng vi khuẩn nghiên cứu trong các loại môi trường khác nhau theo thời gian

Bảng 3.9 Sinh khối của chủng vi khuẩn nghiên cứu theo thời gian

Bảng 3.10 Sinh khối của chủng vi khuẩn nghiên cứu với các nguồn cacbon khác nhau Bảng 3.11 Ảnh hưởng của nguồn nitơ lên sinh trưởng của chủng vi khuẩn nghiên cứu

Bảng 3.12 Ảnh hưởng của nhiệt độ nuôi cấy lên sinh trưởng của B.subtilis

Bảng 3.13 Sinh khối của chủng vi khuẩn nghiên cứu dưới các điều kiện pH ban đầu khác nhau

Bảng 3.14: Đánh giá sự phát triển của B.subtilis B1

Bảng 3.15: Điều kiện lên men tối ưu cho 2 chủng probiotics

Bảng 3.16: Thực hiện thu hồi và sản xuất nguyên liệu bột probiotic

Bảng 3.17: Hàm lượng protein và hexose trong sản phẩm glucan tách chiết từ thành tế

bào của chủng nấm men nghiên cứu

Bảng 3.18: Ảnh hưởng của pH đến hàm lượng protein thu được trong dịch thủy phân Bảng 3.19: Ảnh hưởng của nhiệt độ trong quá trình thủy phân thu nhận axit amin Bảng 3.20: Thông số lên men của các chủng vi sinh vật probiotic

Bảng 3.21: Đánh giá khả năng sấy phun

Trang 6

Bảng 3.22: Công thức phối trộn cho 100 kg sản phẩm NEO-POLYNUT

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 3.1: Mối tương quan giữa pH ban đầu của môi trường đến sinh khối chủng

S.cerevisiae1 Hình 3.2: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh trưởng của chủng S cerevisiae1 Hình 3.3: Đường cong sinh trưởng của S.cerevisiae1

Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn đường công sinh trưởng của vi khuẩn L acidophilus nuôi

trong hai môi trường MRS và dịch chiết dứa tối ưu Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi pH theo thời gian của hai môi trường lên men MRS và dịch chiết dứa tối ưu

Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa hàm lượng đường và OD Hình 3.7: Đồ thị biểu diễn hàm lượng đường tổng thay đổi theo thời gian lên men của hai môi trường MRS và dịch chiết dứa tối ưu

Hình 3.8: Môi trường dịch chiết dứa tối ưu không sinh H2O2

Hình 3.9 : Đồ thị biểu diễn khả năng ức chế vi sinh vật chỉ thị (E.coli) của dịch nuôi cấy L acidophilus trên môi trường MRS và dịch chiết dứa tối ưu

Hình 3.10 Đồ thị đường cong sinh trưởng của chủng Bacillus subtilis B1 trong MT1 Hình 3.11 Đồ thị đường cong sinh trưởng của chủng Bacillus subtilis B1 trong MT2

Hình 3.12 Biểu đồ biểu hiện ảnh hưởng của các nguồn cacbon khác nhau tới sinh khối

Trang 7

1

MỞ ĐẦU

Việc kết hợp giữa các chất có hoạt tính sinh học và các chủng probiotic trong các công nghệ sản xuất chế phẩm sinh học phục vụ đời sống nói chung và trong sản xuất nông nghiệp nói riêng hiện đang là hướng đi tích cực và có tính khả quan

Các chất có hoạt tính sinh học đang được rất nhiều nhà khoa học trên thế giới cũng như trong nước quan tâm trong đó có polysaccharide Polysaccharide là thành phần quan trọng trong phần lớn các chất trùng hợp sinh học (biopolymer), chúng

có vai trò chính trong việc tạo cấu trúc và tính toàn vẹn của vi khuẩn và nấm (Bohn & Bemiller, 1995, Sakurai et al., 1996, Vetvika et al., 1997)  -glucan là một polysaccharide cũng rất được chú ý bởi những đặc tính sinh học của nó có, như hiệu quả mạnh trong việc củng cố hoạt động của miễn dịch không đặc hiệu, có đặc điểm kháng khối u mạnh, có hiệu ứng kháng virut và kháng khuẩn, và cuối cùng chúng giúp cho vết thương mau lành và chống nhiễm sau khi bị thương hoặc sau khi phẫu thuật

Bên cạnh đó việc sử dụng các chế phẩm sinh học bổ sung vào thức ăn chăn nuôi để cải thiện năng suất, thay thế kháng sinh , hóa dược và nâng cao chất lượng sản phẩm chăn nuôi đang là một su hướng tất yếu của các nước trong khu vực và trên thế giới (Hill, 1990; Charteris và cs,1998; Chang và cs, 2001) Trong nước đã có những nghiên cứu sản xuất probiotic bổ sung vào thức ăn để giảm tiêu chảy, cải thiện khả năng tiêu hóa (Phạm Văn Toản,1996; Đỗ Trung Cứ và cs, 2000; Phan Ngọc Kính, 2001; Nguyễn Như Pho và Trần Thị Thu Thủy, 2003; Võ Thị Hạnh, 2003) Nhưng các nghiên cứu này mới là bước đầu, chưa có sự hợp tác triệt để giữa các chuyên gia công nghệ vi sinh và dinh dưỡng thức ăn để tạo ra sản phẩm có tính ổn định cao và sử dụng hiệu quả cho vật nuôi [7]

Hiện nay ở Việt nam việc kết hợp giữa các nhóm vi khuẩn probiotic và -glucan

để tạo chế phẩm bổ sung thức ăn chăn nuôi vẫn là một hướng nghiên cứu còn nhiều

mới mẻ Do đó chúng tôi lựa chọn đề tài : “Nghiên cứu và hoàn thiện quy trình sản

xuất chế phẩm bổ sung NEO-POLYNUT”, nhằm hướng tới mục đích tạo ra một chế

Trang 8

Trang 9

3

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1 Giới thiệu sơ lược về Beta - Glucan

1.1 Tình hình nghiên cứu beta-glucan trong và ngoài nước

Từ đầu những năm 1970, một số viện nghiên cứu ở Nhật Bản đã thử tách chiết

-glucan từ nấm lớn và nó trở thành hướng chính ở Nhật Bản

Những năm gần đây, beta-glucan phân lập từ thành tế bào nấm men ngày càng được chú ý Các hợp chất này có nhiều hoạt tính sinh học khác nhau như tăng cường miễn dịch, kháng khối u và là tác nhân bảo vệ phóng xạ, kích thích hệ thống miễn dịch (Bohn & Bemiller 1995, Sakurai et al 1996, Vetvika et al 1997) Theo Paulsen et al (2001, 2003) sử dụng -glucan nấm men cho cá hồi Atlantic và cá hồi cầu vồng sẽ làm tăng hoạt tính lysozym huyết thanh của chúng

Khoa Công nghệ Sinh học, trường tổng hợp Hàn Quốc đã tách chiết được

glucan tan trong kiềm từ thành tế bào Sacchromyces cerevisiae chủng dại và chủng đột

biến có độ tinh sạch cao (Ha et al.,2002) Thái Lan, cũng như Australia, beta-glucan cũng đã được chiết từ nấm men và sử dụng như một chất kích thích miễn dịch tiềm

năng cho Penaeus monodon và Salmo salar L (Suphantharika et al., 2003, Paulsen et

al., 2000) Ngoài ra, ở nhiều nước khác như Nhật Bản, Mỹ, Canađa, Tiệp Khắc, Nga cũng tiến hành khá nhiều nghiên cứu trong lĩnh vực này phục vụ nuôi trồng thuỷ sản

Trong giai đoạn 2004-2005 của chương trình công nghệ sinh học, với sự tài trợ của đề tài KC-04-28, lần đầu tiên ở Việt Nam, nhóm nghiên cứu thuộc Viện Công nghệ sinh học đã bắt tay nghiên cứu quy trình công nghệ tách chiết -glucan từ thành tế bào

Sacchromyces cerevisiae, bước đầu đã thu được sản phẩm có độ tinh khiết cao Sản phẩm beta-glucan từ chủng nấm men S.cerevisiae 1 chỉ có một loại mạch bêta-1,6 Sản phẩm beta - glucan từ chủng nấm men S.cerevisiae 3 có hai loại mạch bêta-1,6 và bêta- 1,3 Chế phẩm Bêta glucan từ chủng S.cerevisiae 1 có trên 80% hexoza và 0.99% protein Chế phẩm beta - glucan từ chủng S.cerevisiae 2 và S.cerevisiae 3 có hàm lượng protein khoảng 1,2% và hơn 50% hexoza

Trang 10

4

Chế phẩm -glucan được thử nghiệm trên chuột có tác dụng phục hồi số lượng

tế bào bạch cầu máu ngoại vi và khả năng thực bào của đại thực bào ổ bụng của động vật gây suy giảm miễn dịch thực nghiệm bằng chiếu xạ Chế phẩm  - glucan từ chủng

S.cerevisiae 1 có tác dụng tốt đối với hệ thống miễn dịch không đặc hiệu ở nồng độ

nghiên cứu

Hiện nay, Liên hiệp Khoa học sản xuất Công nghệ sinh học và Môi trường đã sử dụng beta - glucan trong chế phẩm Neo-Polynut phục vụ chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản Chế phẩm Neo-Polynut đã được Bộ thủy sản công nhận chất lượng và cho phép sản xuất lưu hành

1.2 Nguồn nguyên liệu chứa -glucan

Glucan thu được từ các nguồn khác nhau như: thực vật, tế bào nấm men, nấm nói chung được miêu tả như polymer của glucoza Glucan có một số hoạt tính sinh học như hoạt hóa hệ miễn dịch, chống ung thư, kích thích sinh trưởng

-glucan tìm thấy trong nấm lớn có phân nhánh chỉ với một phân tử glucoza và chỉ tăng cường miễn dịch đến một mức nào đó Bên cạnh đó, - glucan chiết từ thành

tế bào nấm men bánh mỳ phân nhánh rất mạnh và nó có khả năng tăng hoạt tính miễn dịch mạnh nhất trong tất cả các loại - glucan

-1,3-D-Glucan đã được chiết từ thành tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae và được đặt tên vào đầu năm 1960 bởi nhóm nghiên cứu ở Mỹ (trường Tổng

hợp Tulane, khoa Y học, chuyên ngành sinh lý học) -Glucan đã được tách chiết từ

các chủng nấm men như Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces delbrueckii, Candida albicans, Candida cloacae, Candida tropicalis, Hansenula henricii Đặc biệt

- Glucan đã được tách từ xác nấm men lên men bia với nồng độ Glucan lên tới 92%

1.3 Ứng dụng của -glucan

1.3.1 Ứng dụng trong thực phẩm

- Cung cấp nguồn xơ thực phẩm

Trang 11

data error !!! can't not

read

Trang 12

read

Trang 13

read

Trang 14

read

Trang 15

read

Trang 17

read

Trang 18

read

Trang 19

read

Trang 20

read

Trang 21

read

Trang 22

read

Trang 23

read

Trang 24

read

Trang 26

read

Trang 27

read

Định dạng
Số trang	27
Dung lượng	600,36 KB